우리의 호흡은 지문처럼 독특하다.

호흡 패턴은 정체성과 건강을 드러낸다.

숨쉬는 패턴:

한 실험에서 밝혀진 것처럼 사람의 호흡 리듬은 지문처럼 독특하고 개별적이다. 과학자들은 호흡 패턴만으로 개인을 식별할 수 있었으며, 정확도는 96.8%에 달했다. 코로 숨쉬는 개인의 특징은 단순한 개인 인식 이상의 용도로 사용될 수 있다. 추가 실험을 통해 밝혀진 바와 같이, 코로 숨쉬는 개인의 신체적, 정신적 건강에 대한 통찰력을 제공하기도 한다.

▲ 코 아래에 있는 관은 각 콧구멍에서 나오는 공기 흐름을 측정하여 각 사람의 고유한 "호흡 지문"을 보여준다. © Soroka et al., Current Biology.png

 우리는 보통 의식하지 않고 숨을 쉬지만, 호흡은 고도로 조율된 과정이다. 우리가 숨을 들이쉬고 내쉬는 리듬은 뇌에 의해 정밀하게 제어되며 우리의 행동과 신체적 필요에 맞춰 조절된다. 반대로, 호흡은 뇌 활동에도 영향을 미쳐 위험한 상황이나 기억력 향상 등에 도움을 줄 수 있다. 이러한 상호 타이밍 기능은 다음과 같은 질문을 던진다. 모든 뇌는 고유한데, 이러한 특성이 모든 사람의 호흡 패턴에도 적용될까?

비강 호흡 검사

이스라엘 바이츠만 과학 연구소의 팀나 소로카(Timna Soroka) 연구팀은 이 문제를 연구했다. 연구진은 목에 걸 수 있는 가벼운 장치를 개발했다. 이 장치는 부드러운 튜브를 사용하여 양쪽 콧구멍 아래에 끝부분을 삽입한다. 몇 분 동안만 호흡을 기록하는 기존 검사 장치와 달리, 이 장치는 각 콧구멍별로 최대 24시간 동안 비강 공기 흐름을 지속적으로 추적할 수 있다.

연구진은 2년 동안 97명의 젊은 성인에게 이 장치를 반복적으로 착용시키고 각각 24시간 동안 일상생활을 하도록 했다. 소로카 연구팀은 인공지능을 활용해 수집된 장기 데이터에서 미묘한 호흡 패턴을 검색하고 개별 피험자 간에 비교했다. 들숨과 날숨 시간, 들숨과 날숨의 양, 호흡 정지의 규칙성 등 총 20가지 매개변수를 고려했다.

호흡 패턴 기반 개인 인식

연구진은 호흡이 실제로 개인마다 다르고, 시간이 지남에 따라 안정적이며, 지문처럼 고유하다는 것을 발견했다. 소로카는 "걷기, 공부하기, 쉬기 등 각자 다른 행동을 하고 있어서 신원을 확인하기가 정말 어려울 거라고 생각했다. 하지만 호흡 패턴이 현저히 달랐다"고 말했다.

연구진은 개인의 "비강 기류 지문"을 이용하여 피험자를 96.8%의 정확도로 식별할 수 있었다. 연구진은 이를 통해 호흡 검사를 이용한 생체 인식 개인 식별이 음성 인식 기술만큼 정확하다고 설명했다.

▲ 연구 개요도 (출처:June 12, 2025 / Humans have nasal respiratory fingerprints / Current Biology)    

호흡은 건강 상태를 보여준다

더 나아가, 소로카와 동료들은 이 호흡 지문과 피험자의 다양한 건강 특성(체질량 지수, 수면-각성 주기, 우울증 및 불안 수준, 행동 특성 포함) 간의 상관관계를 발견했다. 예를 들어, 설문 조사에서 비교적 높은 수준의 불안을 보인 참가자들은 수면 중 숨을 더 짧게 들이쉬었고, 호흡 간 휴식 시간도 다양했다.

이는 비강 기류를 장기간 모니터링하여 환자의 신체적, 정신적 건강을 검사할 수 있음을 시사한다. "장기적인 코의 기류 패턴은 뇌의 호흡 동인을 반영한다고 결론지었다. 개인마다 다르며 건강, 감정, 인지에 상당한 영향을 미치기 때문이다"고 연구팀은 밝혔다.

불안을 위한 호흡 훈련?

따라서 호흡은 잠재적인 질병에 대한 통찰력을 제공하고 치료의 시작점을 제공할 수 있다. 와이즈만 과학연구소의 선임 저자인 노엄 소벨은 "우울증이나 불안이 호흡 방식을 변화시킨다고 직관적으로 생각한다"고 말했다. "하지만 그 반대일 수도 있다. 어쩌면 호흡 방식이 우리를 불안이나 우울하게 만들 수도 있습." 만약 이것이 사실이라면, 호흡 요법은 불안 장애 치료에 잠재적으로 도움이 될 수 있다.

소로카와 그의 연구팀은 이미 후속 연구를 통해 이러한 의문을 탐구하고 있다. 사람들이 건강한 호흡 패턴을 모방하여 정신 상태를 개선할 수 있는지 조사하고 있다. 또한 측정 장치를 최적화하고 일상생활에서 더욱 눈에 띄지 않게 사용할 수 있는 버전을 개발하고자 한. 많은 사람이 일상생활에서 코 밑에 눈에 보이는 튜브를 착용하고 싶지 않을 것이다. 더욱이 이 장치는 수면 중에 미끄러질 수 있으며, 입으로 호흡하는 것이 아니라 코로 호흡하는 것만 고려한다.

참고: Current Biology, 2025; doi: 10.1016/j.cub.2025.05.008

출처: Cell Press